曹新颖毕业设计开题报告1.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目基于FlexPDE的四条平行载流直导线的磁场仿真学 院电气与信息工程学院专 业电气工程及其自动化 班级0914091学 号091409113学生姓名曹新颖指导教师郭蓓蕾开题日期2013年04月10日5基于FlexPDE的四条平行载流直导线的磁场仿真开题报告 一、选题的背景与意义：（一）课题研究来源 随着科学技术的发展, 电子系统和设备的数量与日俱增,，性能也在不断提高， 并正向高频率、宽频带、高集成度、高可靠性、高精度和高灵敏度方向发展。与此同时，电磁干扰的问题势必越来越严重, 现已成为电子系统和设备正常工作的突出障碍。而且在通信、雷达、电磁防护、医疗、交通以及工农业生产和生活的各个领域中，电磁场的分布、传输、辐射等问题，也都起着非常重要的作用。复杂电磁场间系统的分析与综合，电磁兼容和电磁干扰已经成为现代技术发展的重要课题。 （二）课题研究的目的 利用FlexPDE 软件对四条互相平行的载流无限长直导线产生的磁场进行计算机模拟,并对这四条平行导线之间的相互作用力作了数值分析,再与理论计算数值相比较,从而更加形象地认识其产生的磁场分布形态。（3） 课题研究的意义 利用FlexPDE 软件对四条互相平行的载流无限长直导线产生的磁场进行计算机仿真，能够更加清晰、形象地认识载流导线周围的磁场分布形态，分析电磁干扰产生的原因，利用电磁兼容在各种情况下的应用，从根本上帮助解决电磁干扰产生的危害，继而展望电磁兼容的未来发展！ 二、国内外研究现状：近几年电磁场数值分析发展迅速，一个良好的电磁场数值分析的软件则为产品的设计和优化提供了最可靠的依据。目前在工程研究领域使用较多的数值分析软件有flexPDE、FEMM、ANSOFT工程电磁场有限元分析软件、ANSYS、ALGOR等一些常用的软件。目前，国内对于有限元软件FlexPDE 的应用比较少。与其他有限元软件相比,使用FlexPDE 并不需要了解复杂的有限元方法，FlexPDE 会自动产生适合的网格。三、课题研究内容及创新(1) 预处理程序：这是一个作图程序，用于绘制求解的问题的模型，包括几何形状、定义材料属性和给定边界条件。(2) 求解计算程序：从麦克斯韦电场方程出发，球接触与描述整个区域静态磁场的相关数值。(3) 后处理程序：根据边界条件，用一个图形程序来显示所求区域磁场的分布情况，还可以查看区域上任意一点的参数，估算不同积分值和所定义区域的许多不同特性。 目前国内对于有限元软件FlexPDE 的应用比较少. 与其他有限元软件相比,使用FlexPDE 并不需要了解复杂的有限元素方法,FlexPDE 会自动产生适合的网格. 利用FlexPDE 软件对四条互相平行的载流无限长直导线产生的磁场进行计算机模拟,并对这四条平行导线之间的相互作用力作了数值分析,与理论计算数值相比较,结果表明用FlexPDE 进行计算机模拟方法是正确的,并且能够更加形象地认识其产生的磁场分布形态。四、课题的研究方法： 根据设计任务书确定设计的大概思路，到图书馆查阅相关资料，同时上网获得电磁场理论的应用及用途考虑，确定所要研究的导线实体以及要分析的数据参数，经过学习flexPDE软件对导线进行建模计算其电磁受力参数，然后运用所学习过的工程电磁场知识对所得的参数进行分析。本次设计是以四条平行载流直导线为算例，对其载流时的电磁场进行分析，设计需要运用flexPDE软件，首先调整属性为电磁场运行条件下，然后对导线进行建模，其次设置边界条件确定电磁场的范围，再之对导线属性进行设置，最后运用flexPDE软件对导线的电磁进行仿真，根据flexPDE软件计算的结果运用电磁场知识对其受电场力进行计算。五、研究计划及预期成果： 第5周：确定任务，查阅资料了解工程背景，完成开题报告； 第6-7周：电磁场理论、电磁场有限元基础、电磁场时谐分析方法的学习； 第8周：flexPDE的学习以及基本建模步骤与分析过程的掌握； 第9-10周：以导线铁磁材料存在磁体为例使用flexPDE软件建模以及计算结果的分析； 第11-12周：完成论文初稿； 第13周：完成论文的结论及展望部分； 第14-15周：整理并修改论文，准备毕业答辩。6、 参考文献：1 谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波M.北京:高等教育出版社,2010.2 马西奎,赵彦珍.工程电磁场M.西安:西安交通大学出版社,2006.3 赵凯华,陈熙谋.电磁学M.北京:高等教育出版社,2011. 4 冯慈璋,马西奎.工程电磁场导论M.北京:高等教育出版社,2000. 5 颜威利,杨庆新,汪友华,刘福贵.电气工程电磁场数值分析M.北京:机械工业出版社,2005.6 赵凯华,陈熙谋. 电磁学上册(第二版) M . 北京:高等教育出版社,2001.7 郭硕鸿. 电动力学(第二版) M . 北京:高等教育出版社,20018 Backstrom G. Fields